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新型组织修复用纳米纤维材料的初步研究

作　者: 田远
导　师: 李从举
学　校: 北京服装学院
专　业: 材料学
关键词: 组织修复纳米纤维静电纺丝 PLA 复合纤维结构
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 44次
引　用: 1次
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内容摘要

组织修复材料对支架材料本身的性质有着较高的要求。静电纺纳米纤维材料由于其对天然组织的结构仿生,是组织修复的理想材料。本课题采用静电纺丝法制备了组织修复用具有微/纳米纤结构的PLA膜,为了提高膜的生物相容性,向PLA中添加具有生物活性的羟基磷灰石(HAP)、胶原蛋白-Ⅰ(collagen-Ⅰ),电纺制备出了PLA/HAP,PLA/Col,PLA/Col/HAP复合纳米纤维膜。并研究分析了这四种膜的组成,微观形貌,浸润性,力学性能等,并对四张膜进行了细胞培养实验。结果表明,HAP,Col成功的掺杂入了纤维中,制备出的四种膜微观形态均较好,纤维直径小于1μm。HAP的加入提高了纤维膜的拉伸强度,Col的加入虽然导致纤维膜的力学性能降低,但有效的改善了浸润性。细胞培养染色结果也表明细胞在有Col成分的膜上生长更为密集和均匀。静电纺丝制备的PLA纳米膜力学性能较差,为了提高其力学强度,对电纺膜进行了热压的后处理,压强均为500kPa,并分别设置恒定温度60℃,85℃,100℃,保温24h。结果表明后处理提高了纤维膜的结晶性,增加了纤维的交联点,电纺膜的拉伸强度明显的提高,其中60℃为最佳热处理温度,此时纤维膜的拉伸强度从5.38MPa增大到24.45MPa。高于85℃的温度较高会导致纤维膜的断裂伸长率降低。电纺纤维形貌和结构在很大程度上影响和决定了电纺膜的功能,我们采用正负两极双喷头对纺法制备了PLA/PCL扭曲螺旋纤维及PLA/PEG串珠状这样具有特殊结构的生物可降解纤维。这种特殊的结构有望拓展静电纺丝材料在组织修复中的应用。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章绪论  9-22
  1.1 组织修复纳米纤维材料  9-13
    1.1.1 组织工程学及其原理  9-10
    1.1.2 纳米纤维材料用于组织修复的优势  10-11
    1.1.3 纳米纤维组织修复支架的制备方法  11-13
  1.2 静电纺丝制备微纳米纤维材料  13-15
    1.2.1 静电纺丝成型过程  13
    1.2.2 静电纺丝的影响因素  13-15
  1.3 静电纺制备特殊形貌纤维  15-18
    1.3.1 多孔表面结构的纳米纤维  15-16
    1.3.2 核-壳结构/中空纤维  16
    1.3.3 平行有序排列纤维  16-18
    1.3.4 扭曲/螺旋结构  18
  1.4 静电纺丝的应用  18-21
    1.4.1 过滤材料  18-19
    1.4.2 生物医用功能材料  19-20
    1.4.3 传感器材料  20
    1.4.4 疏水/超疏水表面  20
    1.4.5 高分子纳米模板  20-21
  1.5 本课题研究的目的及意义  21-22
第2章聚乳酸掺杂生物活性物质组织修复膜材料的电纺制备与细胞培养  22-35
  2.1 引言  22-23
  2.2 实验部分  23-26
    2.2.1 主要原料与仪器  23-24
    2.2.2 羟基磷灰石的制备  24
    2.2.3 电纺制备PLA 掺杂生物活性物质纳米纤维膜  24-25
    2.2.4 细胞培养实验  25
    2.2.5 实验表征及测试  25-26
  2.3 结果与讨论  26-34
    2.3.1 羟基磷灰石的形貌和组成分析  26-27
    2.3.2 PLA 掺杂生物活性物质电纺膜形貌的表征  27-29
    2.3.3 四种纤维膜的红外及XRD 测试结果  29-31
    2.3.4 拉力测试结果  31-32
    2.3.5 四种膜的浸润性研究  32-33
    2.3.6 细胞培养结果  33-34
  2.4 本章小结  34-35
第3章聚乳酸纤维膜的热压力学增强实验  35-41
  3.1 引言  35
  3.2 实验部分  35-36
    3.2.1 主要仪器与原料  35
    3.2.2 实验步骤  35-36
    3.2.3 测试方法  36
  3.3 结果与讨论  36-39
    3.3.1 电纺纤维膜热压前后的微观形态  36-37
    3.3.2 热压前后纤维膜的结晶性研究  37-38
    3.3.3 拉力测试结果  38-39
  3.4 本章小结  39-41
第4章静电纺丝制备具有特殊形态结构的生物可降解纤维  41-50
  4.1 PLA/PCL 扭曲螺旋纤维的制备  41-45
    4.1.1 引言  41-42
    4.1.2 实验部分  42-43
    4.1.3 实验结果与讨论  43-45
  4.2 具有串珠结构PLA/PEG 纤维的制备  45-49
    4.2.1 引言  45-46
    4.2.2 实验部分  46-47
    4.2.3 实验结果与讨论  47-49
  4.3 本章小结  49-50
第5章结论  50-51
参考文献  51-55
攻读硕士学位期间发表的学术论文  55-56
致谢  56

新型组织修复用纳米纤维材料的初步研究

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